Von der NASA geleitete Forscher haben eine entscheidende Phase des Gefrierprozesses in der Arktis entdeckt, die als „Nullvorhang“ bekannt ist und die Freisetzung von Treibhausgasen in die Atmosphäre direkt beeinflusst. Die neue Studie wurde am 18. August in der Fachzeitschrift Scientific Reports ausführlich vorgestellt und präsentiert die ersten hochauflösenden Karten dieses Phänomens, die für die Vorhersage der Auswirkungen des tauenden Permafrosts auf das globale Klima unerlässlich sind.
Den Nullvorhang verstehen und wie er auf arktischem Boden funktioniert
Watch how temperature swings at Earth’s poles. 🌡️🧊⁰⁰NASA’s PREFIRE satellites have now collected two full years of data showing how surface temperatures change at Earth’s poles. Because the poles are in opposite hemispheres, their seasons are flipped – when it’s summer in the… pic.twitter.com/ScB5DeOKg6
— Stellarix (@Stellarixorine) August 13, 2026
Der „Nullvorhang“ bezieht sich auf den Zeitraum, in dem der arktische Boden bei Einbruch des Winters nicht sofort gefriert, sondern tage- oder wochenlang nahe dem Gefrierpunkt bleibt. Dieses Phänomen ähnelt dem, was in einem Glas Wasser mit Eis auftritt, wo die Temperatur beim Schmelzen des Eises am Gefrierpunkt bleibt. Im Herbst geschieht der umgekehrte Prozess: Das im Boden vorhandene Wasser gibt beim Gefrieren Wärme ab und hält den Bereich bei etwa 0 °C, bevor er vollständig abkühlt.
Mikroben setzen beim Schmelzen von Eis kohlenstoffreiche Gase frei
Die nahezu eisigen Bedingungen in „Vorhang Null“ ermöglichen, dass Bodenmikroben länger als erwartet aktiv bleiben. Diese anhaltende Aktivität führt zur Freisetzung von Kohlendioxid und Methan in die Atmosphäre, Gase, die erheblich zum Treibhauseffekt beitragen. Der arktische Permafrost, ein riesiges Gebiet dauerhaft gefrorenen Bodens, speichert etwa 1,9 Billionen Tonnen organischen Kohlenstoffs, eine Menge, die fast doppelt so hoch ist wie derzeit in der Atmosphäre vorhanden ist. Eine Verlängerung des Tauwetters beschleunigt die Freisetzung dieses Kohlenstoffs.
Die künstliche Intelligenz GeoCryoAI kartiert komplexe Phänomene
Um den „Null-Vorhang“ besser abzubilden und zu verstehen, nutzte das Forschungsteam ein künstliches Intelligenz-Framework namens GeoCryoAI. Dieses System kombiniert Satellitenbeobachtungen und Klimamodellergebnisse mit Feldmessungen aus dem Jahr 1891 und ermöglicht die Erstellung detaillierter Karten der Eisschildbedingungen in der gesamten Arktisregion. Die resultierenden Karten zeigten Folgendes:
- Tauwetter im Frühling führen im Allgemeinen zu viel längeren „Nullvorhang“-Perioden als Frost im Herbst.
- In Regionen mit höherer Luftfeuchtigkeit kommt es auch zu längeren „Nullvorhang“-Perioden.
Fortschritte bei der NISAR-Mission für zukünftige Überwachung
Das GeoCryoAI-Framework wurde so entwickelt, dass es mit Daten der NISAR-Mission (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar) kompatibel ist, einer Zusammenarbeit zwischen den Vereinigten Staaten und Indien. Die NISAR-Mission wird es Wissenschaftlern ermöglichen, genauer zu beobachten, wie gefrorene arktische Landschaften auf den Klimawandel reagieren. Diese neuen Informationen sind entscheidend für die Verbesserung der Vorhersagen über zukünftige Treibhausgasemissionen und deren Auswirkungen auf das globale Klima. Das Verständnis der Dynamik des Gefrierens und Auftauens von Permafrost ist ein grundlegender Schritt zur Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels.
